本文關(guān)鍵詞：基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用層能力虛擬化方法設(shè)計(jì)與驗(yàn)證

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【摘要】：互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,逐漸從一個(gè)應(yīng)用范圍單一的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)榘_萬(wàn)象、連接世界的龐然大物。時(shí)至今日,互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)越來(lái)越豐富的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求以及爆發(fā)式增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)流量與互聯(lián)網(wǎng)“老舊”構(gòu)架間的矛盾愈發(fā)明顯。 軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software-Defined Networking,簡(jiǎn)稱(chēng)SDN)便是斯坦福大學(xué)的研究者針對(duì)這一問(wèn)題的解答。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,軟件定義網(wǎng)絡(luò)的概念從簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)新型協(xié)議發(fā)展為控制轉(zhuǎn)發(fā)分離、軟硬件分離、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等一系列網(wǎng)絡(luò)能力軟化重構(gòu)的代名詞,它不僅是對(duì)舊問(wèn)題的回答,更是對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)組織形式的展望。 OpenFlow協(xié)議是軟件定義網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)之一,作為控制器與轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備間的橋梁,其現(xiàn)行的1.X版本僅支持三層以下的網(wǎng)絡(luò)控制,需要轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的智能支持,無(wú)法做到真正的控制與轉(zhuǎn)發(fā)分離�？紤]到軟件定義網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)初衷及OpenFlow協(xié)議的潛力,將OpenFlow協(xié)議的控制范圍拓展至四層以上是完全可行的。 ZOpenFlow協(xié)議是筆者基于OpenFlow協(xié)議改進(jìn)而成,該協(xié)議以{“偏移量”,“長(zhǎng)度”}定位機(jī)制為基礎(chǔ),數(shù)據(jù)包操作為工具,真正實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備協(xié)議無(wú)感知以及智能最小化,達(dá)成了網(wǎng)絡(luò)中控制與轉(zhuǎn)發(fā)的分離。ZOpenFlow協(xié)議不僅更好的實(shí)現(xiàn)了軟件定義網(wǎng)絡(luò)的初衷,還為軟件定義網(wǎng)絡(luò)提供了一種基于“控制器決策,流表承載,轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備操作”模式的網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)現(xiàn)方法。為驗(yàn)證ZOpenFlow協(xié)議框架下的軟件定義網(wǎng)絡(luò),筆者通過(guò)對(duì)Pyretic控制器以及Open vSwitch轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備進(jìn)行修改,在Mininet網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)環(huán)境中完成了基于ZOpenFlow協(xié)議的軟件定義網(wǎng)絡(luò)搭建。 筆者選取應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)作為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層能力的代表,不借助第三方設(shè)備,僅依靠ZOpenFlow協(xié)議機(jī)制在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)功能,并通過(guò)改造后的Mininet網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)環(huán)境對(duì)該功能的可行性及性能進(jìn)行了測(cè)試與評(píng)估,驗(yàn)證了基于ZOpenFlow協(xié)議框架的軟件定義網(wǎng)絡(luò)對(duì)四層以上網(wǎng)絡(luò)功能的控制能力。
【關(guān)鍵詞】：軟件定義網(wǎng)絡(luò) OpenFlow 應(yīng)用層網(wǎng)關(guān) 虛擬化
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TP393.04
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 研究背景9-12
• 1.1.1 傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)面臨的問(wèn)題9-10
• 1.1.2 軟件定義網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展10-11
• 1.1.3 OpenFlow協(xié)議的實(shí)現(xiàn)與不足11-12
• 1.2 研究工作12-16
• 1.2.1 OpenFlow協(xié)議的改造13-14
• 1.2.2 基于拓展OpenFlow協(xié)議的ALG實(shí)現(xiàn)14-15
• 1.2.3 基于Mininet的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建15
• 1.2.4 基于Mininet的ALG評(píng)測(cè)15-16
• 1.3 創(chuàng)新點(diǎn)16-17
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)17-19
• 第二章 SDN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及OpenFlow協(xié)議介紹19-25
• 2.1 軟件定義網(wǎng)絡(luò)的理論與構(gòu)架19-21
• 2.1.1 軟件定義網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論與目標(biāo)19-20
• 2.1.2 軟件定義網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)20-21
• 2.2 OpenFlow協(xié)議的功能與實(shí)現(xiàn)21-22
• 2.2.1 OpenFlow協(xié)議在軟件定義網(wǎng)絡(luò)中的功能21-22
• 2.2.2 以O(shè)penFlow協(xié)議為基礎(chǔ)的“四元素”構(gòu)架22
• 2.3 相關(guān)工作22-25
• 2.3.1 協(xié)議獨(dú)立性轉(zhuǎn)發(fā)22-23
• 2.3.2 拓展軟件定義網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架23-24
• 2.3.3 協(xié)議無(wú)感知轉(zhuǎn)發(fā)24-25
• 第三章 OpenFlow協(xié)議的改造與實(shí)現(xiàn)25-44
• 3.1 OpenFlow協(xié)議改造25-30
• 3.1.1 原協(xié)議實(shí)現(xiàn)方式25-26
• 3.1.2 改造目的26-27
• 3.1.3 改造方案設(shè)計(jì)27-30
• 3.2 控制器改造30-35
• 3.2.1 Pyretic介紹及使用方式說(shuō)明30-32
• 3.2.2 改造目的32
• 3.2.3 具體改造方案32-35
• 3.2.3.1 PPOX原有功能的重編寫(xiě)33-35
• 3.2.3.2 應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)輔助模塊35
• 3.3 交換設(shè)備改造35-40
• 3.3.1 Open vSwitch介紹36
• 3.3.2 改造目的36-37
• 3.3.3 具體改造方案37-40
• 3.3.3.1 數(shù)據(jù)包識(shí)別功能改造37-38
• 3.3.3.2 Open vSwitch包操作功能增強(qiáng)38-40
• 3.4 基于ZOpenFlow協(xié)議的應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)40-44
• 3.4.1 傳統(tǒng)應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)方式40-41
• 3.4.2 基于ZOpenFlow協(xié)議的ALG過(guò)程41-44
• 第四章 測(cè)試環(huán)境的搭建與應(yīng)用44-59
• 4.1 Mininet介紹44-47
• 4.1.1 Mininet功能44-45
• 4.1.2 Mininet代碼結(jié)構(gòu)45-47
• 4.2 測(cè)試方案47-48
• 4.2.1 可行性測(cè)試47-48
• 4.2.2 性能測(cè)試48
• 4.2.3 壓力測(cè)試48
• 4.3 Mininet的改寫(xiě)與插件編寫(xiě)48-51
• 4.4 測(cè)試環(huán)境設(shè)計(jì)與搭建51-53
• 4.4.1 測(cè)試環(huán)境設(shè)計(jì)51-52
• 4.4.2 測(cè)試環(huán)境搭建52-53
• 4.5 測(cè)試過(guò)程53-56
• 4.5.1 可行性測(cè)試54
• 4.5.2 性能測(cè)試54-55
• 4.5.3 壓力測(cè)試55-56
• 4.6 測(cè)試結(jié)果56-59
• 第五章 結(jié)語(yǔ)59-61
• 5.1 工作總結(jié)59
• 5.2 未來(lái)工作的展望59
• 5.3 結(jié)束語(yǔ)59-61
• 參考文獻(xiàn)61-63
• 致謝63-64
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄64

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

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3 周燁;李勇;王芳;楊旭;蘇厲;金德鵬;曾烈光;;基于OpenFlow的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)技術(shù)[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年11期

4 左青云;陳鳴;趙廣松;邢長(zhǎng)友;張國(guó)敏;蔣培成;;基于OpenFlow的SDN技術(shù)研究[J];軟件學(xué)報(bào);2013年05期

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本文編號(hào)：550101